创越煤基竖炉工艺技术

　　哈密坤铭钒钛科技 重庆大学材料科学与工程学院 攀钢设计院

　　1、前言

　　为开发哈密牛毛泉钒钛磁铁矿资源，集团公司决定采用直接还原铁生产工艺建设钒钛磁铁矿资源深加工项目，对铁、钒、钛加以利用。

　　世界上已实现工业化的直接还原铁生产技术达几十种之多，对于处理钒钛矿的已有技术，目前均存在一些技术障碍【1】，能耗普遍偏高。公司确定按照外热式竖炉为核心的技术路线进行自主研发。

　　通过近五年的学习、实验、试验、建设工业规模的验证线试验，对以还原竖炉为核心的整个工艺技术开展了大量的研发工作。到目前为止，2万吨产能的第二代竖炉正在运行试验，金属化率、能耗等均得到十分优异的指标。

　　针对钒钛磁铁矿、普通矿、高品位普通矿生产直接还原铁的相关技术研究还将在联合开发小组的参与下继续深入，对于成型的以第三代竖炉为核心装置的工艺技术——创越外热式煤基竖炉直接还原铁工艺技术(简称CYMJSL工艺技术)，正与合作单位进行标准化设计工作。

　　2、研发过程与技术现状

　　2013年9月已完成10万吨级工业验证装置(还原炉为2万吨)的建设，对原料配方、还原特性、操作参数等技术问题进行了大量的实验室试验，开始第一次工业装置的验证线试生产，使用牛毛泉钒钛磁铁矿TFe=62%铁精粉的试验，达到设定温度的还原产品约30吨，工业验证指标：金属化率为95%，平均能耗543 kgce/tDRI，还原产品TFe=79%。因还原炉施工密封存在问题(留监测孔较多)，炉体多处串火，以及需新增冬季精粉烘干设施而停止工业试验;

　　2014年完成相应改造完善工作后开始复试，到5月17日，达到设定温度的还原产品百余吨，晶型得以改善，金属化率95.7%，平均能耗557 kgce/tDRI。因炉体出现重大问题，停炉修改。

　　2014年11月1日第二代还原竖炉点火，开始第三次生产验证工作，到2015年1月5日，达到设定温度的还原产品140吨。金属化率95.9%，平均能耗608 kgce/tDRI。由于生球干燥设备故障加上天气等原因停止试验。

　　2015年7月开始第四次试验至今，前期使用钒钛矿、后期将使用普通矿以及高品位矿。本次试验主要验证连续生产情况下的各种参数，以及炉体结构的边界条件。高品位矿计划使用1000吨TFe=71%的普通铁精粉进行生产验证，预计金属化率将达到96%左右，还原产品TFe=93%，直接压块成Φ100×60mm、比重为4.3t/m3的直接还原铁最终产品，以进一步确认工厂综合能耗。

　　还原产品的后加工，通过实验室试验得到了TFe≥90%的直接还原铁样品，工艺流程得到了验证。第二代还原竖炉正在使用中。

　　在总结几年的工业验证生产得到的经验教训的基础上，已经完成20万吨级以上处理高品位普通铁精粉的全部工程与生产技术的整合。可根据市场情况随时启动新的生产线的设计建设工作。

　　对于采用钒钛铁精粉生产的TFe=79%的还原产品，将按照实验室得到的参数，开展工业装置的磨分生产验证。

　　对于采用TFe=63%的普通矿原料生产的还原产品，现已经分别开始采用磨分和熔分方式进行比较研究。